emäskatalyysin

Emäskatalyysi on kemiallinen prosessi, jossa emäs toimii katalyyttinä ja nopeuttaa reaktiota ilman että itse kuluu pysyvästi reaktiossa. Katalyyttinen vaikutus perustuu usein deprotonaatioon tai elektronin siirtoon, mikä muodostaa reaktiivisia välikilpailijoita kuten enolaattia, karbanionia tai alkoksidia. Näin reaktiot voivat tapahtua nopeammin ja usein under milder conditions kuin ilman katalyyttiä. Katalyyttinen kierto on suunnilleen siten, että emäs deprotonoi substraatin, muodostaa aktivoidun muodon, reagoi ja palauttaa lopulta oman muotonsa takaisin katalysaattoriksi.

Yleisimmät esimerkit liittyvät orgaanisissa reaktioissa tapahtuvaan tarkempaan hiili-hiili- ja hiili-kullo-, hiili-typpisidosten muodostumiseen. Esterien saponifikaatio (esterin hydrolyysi emäksessä) on tyypillinen base-catalyzed reaktio, jossa esteri reagoi natrium- tai kaliumsuolan muodostamiseksi sekä alkoholin kanssa. Tällöin emäs ei itse kulu, vaan kiertää katalysaattorina jatkuvasti. Toinen tärkeä kokoelma on C–C-sidosten muodostavat base-katalysoidut reaktiot, kuten aldol-reaktio, Claisen- ja Knoevenagel-kondensaatiot sekä Michael-tyyliset additioreaktiot; näissä emäs aktivoi β-ketoaineita, aldehydejä tai kordonteja tarjoamalla enolaatti- tai karbanionimuotoja.

Organokatalyysi on erityisen merkittävä alue emäskatalyysin alalla, jossa chiraliset emäkset mahdollistavat enantioerittelyn ja stereokontrolloidut reaktiot ilman raskaita metalleja. Emäskatalyysi on laajasti käytössä orgaanisessa synteksessä, farmasia- ja materiaalitekniikassa sekä polymeerien valmistuksessa, missä se tarjoaa vaihtoehdon happokatalyysille ja mahdollistaa erilaisten sidosten rakentamisen tehokkaasti. Rajoituksia ovat epäylläiset olosuhteet, sivureaktiot ja emästen vaativuus sekä herkkyys kosteudelle tai ilman epäpuhtauksille.